Ферротитан

Ферротитан – один из самых важных ферросплавов. Он высоко востребован в черной и цветной металлургии. Эта добавка применяется для повышения эксплуатационных характеристик выплавляемых металлов.

Состав

Вещество относится к ферросплавам, т. е. содержит значительную долю железа, но точная доля этого компонента нормативными документами не регламентируется. Более тщательное внимание уделяется добавкам: алюминию, которого может быть 4-25%, ванадию и молибдену (их включают в сплав по 0,4-0,3% каждого).

Базового вещества в сплаве содержится, в зависимости от марки, 20-75%, а кремния 0,5-30%. Металл имеет и неблагоприятные примеси – серу и фосфор, однако их количество настолько мало (сотые доли процента), что они не оказывают негативного влияния на потребительские характеристики продукта.

Маркировка

В краткую маркировку продукции включается информация о содержании в сплаве основного вещества в процентном выражении.

Например, ферротитан ФТи70 содержит в среднем 70% титана (68-75% на практике). В полное обозначение продукта вносится доля кремния. Сплав с одной и той же концентрацией основного вещества может иметь разную кремниевую составляющую.

Технологический процесс

Титан – седьмой по распространенности химический элемент в земной коре. Его содержит множество руд:

• рутил;
• ильменит;
• перовскит;
• ниоботанталотитанат;
• сфен и другие.

Производство ферротитана ведется преимущественно из ильменита. Его подвергают обогащению гравитационными, магнитными или флотационными методами, получая в итоге концентрат оксида титана с массовой долей 42-49%. Концентрат подвергают окислительному обжигу для уменьшения количества в сырье серы, а затем направляют на восстановительную плавку в присутствии алюминия (наиболее распространенный метод), углерода или кремния.

Плавка проходит в разборном горне из чугуна с толщиной футеровки 10-15 мм. В шихту, кроме титанового концентрата и алюминиевого порошка, включают:

• железную руду;
• известь;
• титановые отходы;
• ферросилиций.

Запальной смесью выступают селитра и магниевая стружка. Расплавленный продукт разливают в формы и остужают, а затем дробят на куски массой не более 15 кг или превращают в ферротитановый порошок.

Область использования

Ферросплав этого типа широко применяется при выплавке металлов для легирования (придания нужных эксплуатационных характеристик, дегазации, раскисления). Основным потребителем выступает черная металлургия, но он активно используется и при выплавке цветных металлов.

Введение этой добавки в состав сталей, чугунов и других сплавов препятствует образованию в структуре достаточно вредного карбида хрома – она выполняет роль стабилизатора, связывая углерод в другое соединение – карбид титана. Компонент значительно улучшает показатели свариваемости и другие механические свойства коррозионностойких хромоникелевых стальных сплавов.

Сплав успешно заменяет собой тугоплавкий титан, используемый в этих же целях, позволяя сократить время выплавки и снизить ресурсоемкость всего процесса в целом, не теряя в качестве продукции. В некоторые стали – быстрорежущие, штамповые, инструментальные – всегда добавляется именно эта легирующая добавка.

Крупным потребителем продукта является металлообрабатывающая отрасль, использующая его при производстве сварочных электродов. Он увеличивает прочность сварного соединения, повышает сопротивляемость появлению усталостных трещин при сварке.